浅析工业厂房的建筑电气设计.docx

浅析工业厂房的建筑电气设计 摘要：随着我国工业生产技术的飞速发展，工业厂房的规模越来越大，工艺流程也越来越先进和复杂，因此工业厂房的建筑电气设计也应随着厂房的发展来不断优化完善，合理、安全、节能地设计来满足其使用要求。由于不同类型的工业厂房具有不同的工艺要求，不同的工艺要求又影响着建筑的设计方案，因此给建筑电气设计带来了一定的难度，如何完善工业厂房的建筑电气设计，成为了许多专业人士探讨的问题。因此本文将对工业厂房的建筑电气设计进行探讨。关键词：工业厂房；建筑；电气设计每个工业厂房在设计前期，需要设计人员对工业厂房的生产工艺进行了解分析和实地考察，只有充分掌握工业厂房的工艺流程和生产环境，才能够针对各个工业厂房的特殊性做出完善的建筑电气设计。工业厂房的建筑电气设计主要包括10/0.4kV变配电系统、低压配电系统、照明配电系统、防雷与接地系统、火灾自动报警系统、电气火灾监控系统、消防设备电源监控系统，应急照明系统，消防广播系统、防火门监控系统、可燃气体监控系统等。优化完善这些系统，满足工业厂房的使用需求，是建筑电气设计的最终目的。一、负荷性质和负荷指标在进行工业厂房建筑电气设计的过程中，应根据负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模和发展规划以及当地供电条件，合理确定设计方案，做到简单可靠，减少电能损耗，便于维护管理。用电负荷根据供电可靠性的要求及中断供电所造成的损失或影响程度分为一级，二级，三级。例如：金属加工车间的价格昂贵、作用重大的稀有大型数控机床用电为一级负荷；价格贵、作用大、数量多的数控机床用电则为二级负荷，可参考工业与民用配电设计手册民用建筑电气设计标准GB5134-2019等规范确定设备的负荷等级，或根据业主的实际需求确定。用电负荷指标则可参考建筑电气常用数据19DX101-1估算。无特别要求的一般可按150200w/m2计算，有工艺要求的必须充分考虑工艺设备用电，配合工艺设备厂家的要求来预留合理的用电量，并在满足现有使用要求的同时，适度兼顾未来发展的需要。二、配电系统设计要点相比于商业、住宅等民用的建筑，工业厂房的变配电房不仅限于设置在首层，更多是设置在除首层以外的地上其他楼层。这是根据技术、经济等因素综合分析和比较后确定，一方面能够节约首层的空间，用作车间或仓储，另一方面能够更加接近负荷中心、方便出线、缩短供电距离。在配电房下一层净高较高的情况下，低压配电房可不做电缆沟，在低压配电柜底下的楼板开孔，低压配电柜下出线，电缆集中从低压配电柜下方敷设至下一层楼板顶，再通过桥架引至各个房间，类似电缆夹层做法。采用这种电缆敷设方式还需具备以下前提条件：配电房正下方不存在有剧烈振动或有爆炸危险介质、多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所1。部分容量较大的集中负荷或重要用电设备（大功率工艺设备用电、水泵房、电梯、弱电机房、消防负荷等），从变配电所低压配电柜或总进线配电柜以放射式配电。楼层配电箱安装于强电电气竖井内，由楼层配电箱至房间配电箱或用电设备的配电，采取放射式配电。在国家正在大力推行环保理念的情况下，配电系统也应当充分考虑到绿色节能环保因素。例如：变压器等电气设备采用符合国家现行相关能效标准的节能评价值；变压器低压侧采用低压电容器自动无功功率补偿，补偿后低压侧功率因数不低于0.95；所选用的开关材料、变压器均可回收再利用，对环境不造成污染等。在满足建筑设计要求，控制施工成本的前提下，优化建筑电气设计方案，达到绿色节能环保的要求2。三、照明系统设计要点照明系统设计重点在于灯具的类型和安装方式、满足照度要求和控制功率密度值。工业厂房在进行照明设计时需要结合厂房的整体结构、场所的使用功能等去考虑。层高4米以下的区域灯具可以采用吸顶安装；4米以上的区域，可以考虑壁装或吊杆、吊链安装，并且在某些重要位置增设局部照明3。例如全自动高层仓库（由货架,堆垛机,轨道,货物输送机等组成），货架高度可高达20多米，全由机械分拣、输送和储存物品。此时照明设计必须考虑一般照明和局部照明。一般照明是为照亮整个场所而设置的均匀照明，可通过在顶棚设置大功率工业灯实现；局部照明则为地面轨道、器械检修而设置的照明，可通过在货架低层设置电压不大于36v的灯具实现。另外一些设备基坑也需设置电压不大于36v的灯具作为检修照明。另外特殊场所需要采用特殊灯具，甲类车间、场所均应按照爆炸危险环境电力装置设计规范GB-50058-2014进行爆炸性气体环境危险区域划分，选用相适应的防爆级别、组别的灯具。电子工业洁净厂房则应按电子工业洁净厂房设计规范 GB50472-2008，选用吸顶明装、不易积尘、便于清洁的洁净灯具，其技术夹层也应适当设置检修照明。图 1 洁净厂房照明设计不同的房间或场所有不同的照度要求，工业建筑根据工艺的精细程度也对照度有不同的要求。例如机电行业中普通机械粗加工的房间，照度要求是200lx，精密加工的房间，照度要求是500lx；电子工业行业中装配厂房的照度要求是300lx,微电子产品及集成电路厂房的照度要求是500lx。在满足规定的照度的前提下，也应考虑照明节能。选用的照明灯具（包括其附件）及电子镇流器能效等级不低于3级，应符合普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级、管型荧光灯镇流器能效限定值及能效等级、金属卤化物灯能效限定值及能效等级标准。荧光灯灯具的效率不低于70%，金属卤化物灯灯具的效率不低于55%。各房间或场所的照明功率密度值不应高于现行国家标准建筑照明设计标准GB50034-2013中规定的现行值。四、防雷与接地设计要点雷电具有很大的破坏力，工业厂房建筑若遭受雷电事故，后果不堪设想，因此应当做好防雷接地工作。尤其甲类车间、厂房等具有爆炸危险环境的场所，为避免造成巨大破坏和人身伤亡，防雷设施极其重要。设计前期应根据厂房的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果等因素确定防雷等级，根据不同的防雷等级设置接闪器，引下线等防雷措施，通常做法是：在屋顶及女儿墙上明敷设防雷接闪带；利用建筑物结构柱子内的两根主钢筋作防雷引下线，并沿建筑物四周均匀对称布置；利用结构基础内钢筋网作防雷接地装置；进入建筑物的电力电缆和信息电缆，在入户端应将金属外皮与接地装置作等电位连接，信息电缆须通过过电压保护器与接地装置联接等4。除了雷电流以外，静电积聚对电子生产加工和易燃易爆生产场所也产生重大危害，稍有不慎会引起爆炸和火灾，因此必须采取防静电接地措施。通常做法是：采用防静电地板；设置导静电接地端子箱；设置人体静电荷释放球等5。防雷接地、电气工作接地、电气保护接地及弱电系统接地等，若共用同一接地装置，接地电阻任何季节不应大于1欧姆。若实测接地电阻达不到要求，则利用接地引出线另打人工接地极。结语：综上所述，安全用电、可靠用电、节约用电是工业厂房的正常运行的前提条件，也是基本条件，因此针对工业厂房的建筑电气设计也应当重视起来。工业厂房的建筑电气设计与传统建筑的电气设计有着明显的差别，需要设计人员具有更多的专业能力，对工业厂房的性质及工艺流程进行全面了解。在进行工业厂房建筑电气设计时，既要满足建筑电气设计相关的规范要求，又要满足工业厂房用电的实际需求，才能使得设计方案更加安全合理。参考文献：1 胡安晓. 试析工业厂房供配电设计要点J. 电力系统装备,2021(12):48-49.2 吉勇. 工业厂房供配电系统的设计和应用相关思考与分析J. 科技尚品,2020(2):14-16. 3 许筱晨. 智能照明控制技术在工业厂房照明系统中的应用J. 中国科技投资,2020(28):152-153.4 许筱晨. 厂房电气工程中防雷电气接地系统的施工研究J. 中国房地产业,2020(33):202.5 刘立峰. 工业厂房电气接地系统的设计安装J. 百科论坛电子杂志,2019(1):502. -全文完-